1/10
POLITECNICO DI TORINO
ESAMI DI STATO PER L’ABILITAZIONE ALL’ESERCIZIO DELLA PROFESSIONE DI INGEGNERE CIVILE-AMBIENTALE IUNIOR
II Sessione 2017 - Sezione B Settore Civile-Ambientale
PROVA PRATICA del 22 dicembre 2017
Il Candidato svolga uno a scelta fra i seguenti temi proposti.
Gli elaborati prodotti dovranno essere stilati in forma chiara, ordinata, sintetica e leggibile.
La completezza, l’attinenza al tema e la chiarezza degli elaborati costituiranno elementi di valutazione.
2/10
Tema n. 1
Su un terreno pianeggiante una società deve realizzare un serbatoio in acciaio per contenimento liquidi.
L’opera sarà realizzata con dimensioni circolari di diametro 10 m ed altezza 6.0 m, appoggiata a quota p.c. precedentemente bonificato con uno strato di 50 cm di misto ghiaia e sabbia compattata.
Il candidato determini i cedimenti del serbatoio riempito fino a 50 cm sotto il coperchio sapendo che i liquidi hanno peso di volume pari a 20 kN/m3 e formuli una relazione tecnica descrivendo il metodo di calcolo utilizzato.
Per il calcolo del peso del serbatoio si consideri lamiere d’acciaio con spessore 25 mm.
Stratigrafia dei terreni
strato superficiale a partire dal p.c. costituito da sabbie-limose spessore =10 m
γ1 = 18 kN/m3 c’ = 0,0 kN/m2 φ’ = 30°
Ev = 50.000 kN/m2, ν = 0.2
strato profondo costituito da argille marnose spessore= 100 m
γ1 = 22 kN/m3
c’ = 180 kN/m2, cu= 320 kN/m2 φ’ = 28°
Ev = 175.000 kN/m2
materiale di riempimento costituiti da misto ghiaia-sabbiosa compattata artificialmente spessore= 50 cm sotto vasca, rinfianco=variabile
γ1 = 21 kN/m3 φ’ = 36°
Ev = 100.000 kN/m2; ν = 0.4
3/10
Tema n. 2
In seguito alla realizzazione di una nuova zona residenziale si rende necessario realizzare un sistema di raccolta e smaltimento delle acque di prima pioggia scaricandole in un vicino corso d’acqua; la portata massima da convogliare risulta pari a 150 l/s e si intende utilizzare una condotta in acciaio corrugato con coefficiente di scabrezza pari a 50 m1/3 s-1 che potrà essere posata con una pendenza media di 1,8%.
Il Candidato sviluppi i seguenti punti:
1. determinare il diametro della condotta ipotizzando un grado di riempimento della stessa adeguato al fine di evitarne il funzionamento in pressione ed a garantire il passaggio di eventuali corpi flottanti;
2. tracciare la sezione trasversale “tipo” dello scavo necessario all’alloggiamento della condotta progettata indicandone le quote progettuali;
3. descrivere le opere da realizzare nel tratto spondale e di fondo del corso d’acqua interessato nella sezione trasversale in corrispondenza dello sbocco della tubazione al fine di limitarne le erosioni localizzate.
4. in base alle normative vigenti, elenchi quali sono gli elaborati necessari a predisporre il progetto, a carattere definitivo, delle opere e degli interventi di cui sopra considerato che il committente risulta un ente pubblico;
5. indichi almeno tre voci principali del computo metrico che concorrono alla formazione del costo dell’opera (senza l’esecuzione di calcoli numerici).
4/10
USCITA DI SICUREZZA
AREA INDICATIVA PER SCALA DI SICUREZZA
+0.00 m
-2.90 m +1.00 m +4.90 m +7.80 m +11.70 m +15.60 m
AREA INDICATIVA PER SCALA DI SICUREZZA
PIANTA PIANO TIPO
SEZIONE
Tema n. 3
Progettare una scala di sicurezza/antincendio esterna al fabbricato nell’area indicata nello schema riportato nella figura seguente.
Lo schema strutturale per l’esecuzione del progetto è lasciato alla libera scelta del Candidato.
Il materiale o i materiali per l’esecuzione sono lasciati alla scelta del Candidato.
Il luogo o il sito per l’esecuzione dell’opera può ipotizzarsi nelle vicinanze della città di Torino in zona simica di classe 4 con un terreno tipico della zona costituito da sabbia e ciottoli con un angolo d’attrito ϕ = 35°÷38° e un γt = 2000 kg/m³.
Per i carichi da ipotizzare e le verifiche da effettuare attenersi scrupolosamente a quanto predisposto dalle NTC2008.
N.B.: È estremamente importante che il progetto preveda sia il dimensionamento, anche se in modo approssimativo, sia la verifica di tutti gli elementi strutturali (almeno uno per tipo).
Indispensabile progettare la carpenteria di tutta la struttura (pianta, sezione) e il dimensionamento/verifica di almeno una rampa completa della scala.
5/10
Tema n. 4
Una Amministrazione comunale intende realizzare un nuovo centro sportivo polifunzionale all’interno del quale collocare una palestra e campi da gioco per una affluenza massima prevista pari a 300 persone. Il progetto della nuova struttura, situata in area urbana periferica, prevede la realizzazione di 100 posti auto dedicati.
L’Amministrazione intende affidare al Candidato un incarico professionale finalizzato a:
1. verificare se il dimensionamento del parcheggio è corretto e, in caso contrario, specificare il numero di posti auto necessari (stima realistica prudenziale a prescindere dalle normative);
2. redigere il progetto di fattibilità tecnico-economica delle opere stradali (viabilità di accesso e intersezione).
Il Candidato:
a. risponda al quesito del punto 1;
b. sulla base degli elaborati grafici allegati, individui la soluzione infrastrutturale ottimale per la nuova intersezione da progettare e ne sviluppi la planimetria del progetto di fattibilità tecnico- economica in scala adeguata, elencando e commentando il quadro normativo vigente a cui il progettista dovrà far riferimento, descrivendo la tipologia di opera da progettare ed elencando gli elaborati che dovranno essere redatti.
Si precisa che eventuali ulteriori vincoli di sviluppo del tema potranno essere assunti ed evidenziati dal candidato con ipotesi motivata nel capitolo iniziale PREMESSA AL TEMA.
P
CENTRO SPORTIVO POLIFUNZIONALE
Schema della viabilità
Segue Tema 4 >>>
6/10
Sezione viabilità di accesso (strada cat. F)
Sezione viabilità principale (strada cat. E)
7/10
Tema n. 5
Il candidato progetti una piccola residenza per studenti che preveda:
⋅ 20 camere singole
⋅ 10 camere doppie
⋅ 3 camere doppie per disabili
⋅ Aree per servizi culturali e didattici
⋅ Aree per servizi ricreativi
⋅ Aree per servizi di supporto, gestionali e amministrativi
Il candidato in base alle previsioni del D.M. n. 27 del 7//02/2011 (allegato), definisca gli spazi necessari a soddisfare gli standard minimi qualitativi previsti nell’allegato al D.M. su citato, riportandoli nelle piante in scala 1:100.
Gli elaborati richiesti sono:
A) Relazione di calcolo con dimostrazione del soddisfacimento degli standard minimi qualitativi previsti dal D.M. 27/2011;
B) Pianta, prospetti e sezioni in scala 1:100;
C) Relazione tecnica sui materiali previsti per la realizzazione
UFFICIO X
Roma, 7 febbraio 2011
8/10
Tema n. 6
Scavo di una caverna sotterranea in roccia
La realizzazione di un’infrastruttura idroelettrica richiede lo scavo di una caverna in sotterraneo destinata ad ospitare turbine e generatori.
L’opera si colloca ad una profondità di circa 120 m dalla superficie esterna, in ambito montano, in un ammasso roccioso in dolomia, interessato da due sistemi di discontinuità.
Sistema K1: 65, 305 (dip,dip dir), spaziatura 4 m, persistente Sistema K2: 58, 110 (dip,dip dir), spaziatura 6 m, persistente Dati geometrici dell’opera:
- forma parallelepipeda, con volta a sesto ribassato - lunghezza m 40
- larghezza m 20 - altezza m 15
- orientazione asse caverna N30°E
Si intende procedere attraverso le fasi di seguito elencate:
- Scavo di due gallerie di tracciamento (alla base e in testa)
- Sparetamento della galleria di testa fino alla prevista larghezza di 20 m e contemporanea sostegno delle pareti e del tetto, ottenendo una camera in cui è possibile operare in condizioni di sicurezza
- Collegamento, mediante fornello, della galleria di base con la camera superiore, utilizzando il metodo long hole (o altro metodo equivalente)
- Sparetamento del fornello sino alla prevista larghezza di 20 m, ottenendo un intaglio verticale (slot di fondo) che collega la camera superiore al livello base
- Realizzazione delle volate di produzione mediante abbattimento con mine verticali del volume restante, utilizzando come superficie libera quella dello slot di fondo.
Lo sgombero della roccia abbattuta nelle fasi preparatorie all’abbattimento di produzione avviene attraverso la galleria di tracciamento di base.
In tutto il lavoro si adotta un diametro di perforazione di 54 mm.
Quesiti:
A. Raffigurare con schizzi quotati, in pianta e sezione verticale longitudinale, l’opera nel corso della realizzazione.
B. Rappresentare le giaciture delle discontinuità tramite diagrammi stereografici.
C. Valutare il fabbisogno totale di esplosivo per il completamento del lavoro, assumendo i seguenti consumi specifici: gallerie di tracciamento: 1.5 kg/m3; sparetamento galleria di testa: 1.2 kg/m3; scavo del fornello: 2.5 kg/m3; sparetamento del fornello: 1.2 kg/m3; volate di produzione: 0.8 kg/m3. D. Disegnare (pianta e sezione di un foro caricato) lo schema di una volata “tipo” di produzione.
9/10
Tema n. 7
Si chiede di valutare la realizzazione di un sistema di trattamento reflui civili di tipo biologico aerobico, di potenzialità pari a 40.000 abitanti equivalenti, che riceve le acque raccolte da una fognatura mista al servizio di un abitato.
I parametri per la valutazione dei carichi in ingresso all’impianto sono:
Sostanza inquinante:
Carico per
abitante Concentrazione [g/giorno] [ppm]
Sostanze sospese 58* 290
Sostanze
sedimentabili 28 140
BOD 54 270
COD 104 320
* Più circa 20 g/abitante/giorno di sabbia
− Portata specifica, in tempo secco: 200 l/ abitante giorno.
L’impianto dovrà rispettare, allo scarico finale, le seguenti condizioni in uscita
− Concentrazione massima di BOD allo scarico: < 40 ppm (ad esempio 30 ppm).
− Concentrazione massima solidi sospesi: 80 mg/l
Per il dimensionamento posso essere considerati i seguenti valori:
− Concentrazione di biomassa attiva nel reattore aerobico: 2 kg/m3.
− Efficienza della sedimentazione primaria sul BOD: 40%.
Per il trattamento biologico aerobico si assumano i seguenti coefficienti:
− Produzione Fanghi: a: 0,5 kg biomassa/kg BOD rimosso;
b: 0,05/giorno.
− Consumo di O2: a: 1,2 kgO2/kg BOD rimosso;
b: 0,1/giorno.
Scegliere il valore del carico organico in relazione al seguente diagramma:
10/10
Si richiede:
1. Schema a blocchi con indicazione dei flussi sia in termini di portata che concentrazione.
2. Dimensionamento delle unità di trattamento.
3. Calcolo dell’O2 necessario alla fase aerobica e della conseguente energia (si consideri un’efficienza di 1,2 kg O2 trasferiti/kWh).
4. Calcolo della produzione di fanghi di supero, in termini di sostanza secca e di portata, prevedendo un sistema di disidratazione finale a scelta del candidato; si consideri che i fanghi di supero separati dal trattamento aerobico abbiano una concentrazione di secco pari al 10%.
